（农业工程专业论文）北京市海淀区水资源评价与预测研究.pdf

摘要 随着海淀区工农业生产的发展和人民生活水平的提高，水资源的开发利用和水环境的保护日 益受到人们j 的密切戈注。科学评价和预测水资源对于本地区水资源的可持续利用具有重要的理论 与实际意义。 论文在系统整理和分析本地区自然地理、地形地貌、水文地质条件、水利工程现状的基础上， 探讨了本地区降雨的时空变化规律，计算了本区水资源数量，并对地表水和地下水水质进行了评 价。结果表明，海淀暖：多年平均降雨总量为2 5 3 亿m 3 。地表天然径流总量为5 9 9 8 1 万m 3 ，其中 汛期降水总量占年降水总量的6 4 0 ，海淀区地f 水的补给主要来源于降水、河流、灌溉等的入 渗补给和侧向流入补给，其中降水的入渗补给量为8 1 7 5 8 万m 3 ，占总补给量的3 5 8 ，地f 水 的主要消耗是地下水的开采，年开采量为3 0 亿m 3 。根据我区地t - j g 资源量的变化情况，计算求 得地f 水的多年平均调节储量( 地下水的可开采量) 为1 6 4 亿m 3 。根据海淀区社会与经济发展 规划，预测2 0 1 0 年和2 0 2 0 年的总需水量分别为4 2 6 亿d 和4 5 6 亿m 3 ，相廊缺水量分别2 ，0 8 亿m 3 和2 3 8 亿m 3 。 海淀区境内7 条主要河流地表水主要为过境污水和区内排放的污水，水质均不符合水体功能 要求，水质均为劣v 类。主要超标污染物为c o d 、氨氮、t p 和a s ；地f 水水质在监测的2 0 项 水质指标中均有不同程度的超标，其中硬度超标率达3 8 ，9 ，地下水的总体水质为良好。 为缓解海淀区水资源紧缺的矛盾，首先要加大节水灌溉普及力度，调整农作物的种植结构， 其次是开发地表水资源，同时加强污水资源化的实用研究；第三是加深水资源的科学管理，计划 用水，加强水质保护。 关键词：海淀地区，水资源计算，水质评价，对策分析 a b s t r a c t w i t l lt h ed e v e l o p m e n to fi n d u s t r ya n da g r i c u l t u r ea n dt h ei m p r o v e m e n t l i v i n gs t a n d a r do fh a i d i a n d i s t r i c t ，t h ee x p l o i t a t i o na n du t i l i z a t i o no fw a t e rr e s o u r c ea n dp r o t e c t i o no fw a t e re n v i r o n m e n th a v e b e e nr e c e i v e dm o l ea n dm o r ea t t e n t i o n ，t h e r e f o r e ，t oa s s e s sa n df o r e c a s tt h ew a t e rr e s o u r c e s s c i e n t i f i c a l l yh a si m p o r t a n tt h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a lm e a n i n gt o rt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fw a t e r r e s o u r c e b a s e do ns y n t h e t i c a l l ya n a l y z i n gt h ed a t ao fg e o g r a p h y , t o p o g r a p h t y , h y d r o g e o i o g ya n dh y d r a u l i c e n g i n e e r i n gc o n d i t i o nt h i sd i s t r i c t ，t h es p a t i a la n dt e m p o r a lo fr a i n f a l lw a sd i s c u s s e d ，t h et o t a la m o u n t w a t e rr e s o u r c e sa n dt h es u r f a c ea n ds u b s u r f a c ew a t e rq u a l i t yw e r ee v a l u a t e d r e s u l t si n d i c a t e dt h a tt l l e m e a na n n u a lr a i n f a l lw a s0 2 5 3b i l l i o nm 5a n dt h en a t u r a lm n o f fw a s5 9 9 8 1m i l l i o nm 3 t h e p r e c i p i t a t i o nc h a n g ep a t t e md u r i n gf l o o ds e a s o nw a s6 4 o ft h et o t a la n n u a lp r e c i p i t a t i o n t h e g r o u n d w a t e rr e c h a r g e sw e r ef r o mr a i n f a l li n f i l t r a t i o n ，s i d e i n f l o w , r i v e rw a t e ra n di r r i g a t i o n ，i nw h i c h t h er e c h a n g ea m o u n tf r o mr a i n f a l li n f i l t r a t i o nw a s0 0 8 1 7 5b i l l i o nm 3 w h i c hi sa b o u t3 5 8 o ft h et o t a l a m o u n to fg r o u n d w a t e rr e c h a r g e m a i nc o n s u m p t i o no fg r o u n d w a t e rw a st h e e x p l o i t a t i o na n dt h e a f f l o u r l to fa n n u a lg r o u n d w a t e re x p l o i t a t i o nw a s0 3b i l l i o nm 3 t h l r o u i g hm u l t i y e a re q u q l i b d u ma n a l y s i s ， g r o u n d w a t e rs t o r a g ew a s0 ，1 6 4b i l l i o n 矗b a s e do nt h eh a i d i a nd i s t r i c td e v e l o p m e n tp l a n n i n go fs o c i a l a n de c o n o m i c a ld e v e l o p m e n t t h et o t a lw a t e rr e q u i r e m tw a sp r e d i c t e da s0 4 2 6a n d0 4 5 6b i l l i o nm 3i n 2 0 1 0a n d2 0 2 0 ，r e s p e c t i v e l y , a n dt h ec o r r e s p o n d i n gs h o r t a g ew a s0 2 0 8a n d0 2 3 8b i l l i o n1 1 1 i n2 0 1 0 a n d2 0 2 0 ，e s p e c t i v e l y t h e r ea r es e v e nr i v e r si nh a l d i a nd i s t r i c ta n dt h es u r f a c ew a t e rw a sm a i n l yt h es e w a g ew a t e r c o m i n gf r o mi n n e ro ro u t s i d eh a l d i a nd i s t r i c t t h eq u a l i t yo fr i v e rw a t e rw a sb e l o wt h ec l a s s v t 1 1 r e s h o l dv a l u e so fc h i n e s en 撕o n a ls t a n d a r d t h em a i nc o n t a m i n a n t sw e r ec o d n 0 3 - n t pa n da s i tw a sf o u n dt h a tt h em e a s u r e dv a l u e sf o r2 0m o n i t o r e di n d i e sw e r eb i g h e rt h a nt h et h r e s h o l d v a l u e so fn a t i o n a ls t a n d a r d s w i t hw h i c h3 8 9 o ft h er i g i d i t yw a sh i g h e rt h a nt h et h r e s h o l d s g r o u n d w a t e rw a sf o u n di ng o o dq u a l i t y f o rr e d u c i n gt h ec o n t r a d i c t i o no fw a t e rr e s o u r c es h o r t a g ei nh a i d i a nd i s t r i c t ，s o n l em e a s u r e ss u c h a s t h ep o p u l a r i z a t i o no f e l t t c i e n t i r r i g a t i o n a n da d j u s t m e n t o f c r o pg r o w i n g p a t t e r ns h o u l d b e t a k e n e x p l o i t a t i o no fs u r f a c ew a t e ra n ds t r e n t h e n i n gt h er e c l a m i n a t i o no fw a s t ew a t e ra l s os h o u l db e c o n s i d e r e d t a k i n gs c i e n t i f i cm e t h o d sf o rw a t e rr e s o u r c e sm a n a g e m e n t ，w a t e ru s a g ea n dw a t e rq u a l i t y p r o t e c t i o nw e r et h ee f f e c t i v en 3 e a s u r e s k e y w o r d ：h a i d i a nd i s t r i c t ，e v a l u a t i o no fw a t e rr e s o u r c e s ，a s s e s s m e n to fw a t e rq u a l i t y , a n a l y s i so f c o u n t e r m e a s u r e s 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 研究生签名 刮岛 时间：年月日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名：l 叁乡 导师签鼍：吏拳 ，一 | 时间：沙m 自 ， 年月o 日 时间：2 叼6 年6 月f 。f i 1 1 研究目的与意义 第一章绪论 水是上农业生产、社会经济发展和生态环境不可替代的极为宝贵的自然资源。随着社会的发 展与进步，社会对水的需求不断增加，而自然界所能提供的可利用的水资源又有一定的限度，并 不是取之不竭、用之不尽的。突出的供需矛盾使水资源已成为社会经济发展的重要制约因素。近 年来，由丁全球人口增长和社会经济发展，需水量增跃速度惊人，用水的浪费和水资源的污染更 起着推波助澜的作用，使水资源日益短缺，水的问题已经成为严重的社会问题。1 9 9 2 年初有1 5 6 个国家代表参加的“世界水资源与环境大会”提出了警告：“水资源短缺已成为当今人类面临的 最严峻挑战之一。至本世纪末及2 1 世纪初，此种情况更令人忧虑”。2 1 3 0 0 年3 月1 7 日国际水问 题联合会在荷兰召开了“世界水问题论坛”会议，就水的安全性问题进一步向人们提出警告，各 国政府提出了明确的行动纲领。 我国当前面临缺水、洪水、水污染、浪费四大问愿，我国水资源的总体战略是：以水资源的 可持续利用支持社会经济的可持续发展，为此，耍从防洪减灾、农业用水、城市s h ：q - 业用水、防 污减灾、生态环境建设、水资源的供需平衡、北方水资源的问题、撕部地区的水资源问题等八个 方面实行战略性的转变。 我国水资源总量约为2 8 1 2 4 亿o ，其中河川年平均总径流跫为2 7 11 5 亿时，排在世界第六 位。但我国人均水资源量并不丰富。人均水资源占有量仅相当丁 世界人均水资源占有量的1 4 ， 位列世界第1 2 1 位是联合国认定的“水资源紧缺”国家。在全国6 0 0 多个城市中，有4 0 0 多个 城市存在供水不足的问题，其中缺水比较严重的城市有11 0 个，全国城市缺水年总量达6 0 亿m 5 。 到2 0 3 0 年我国亩均水资源1 9 0 0 m 3 ，相当于世界亩均占有量的五分之四“1 ，是世界人均水资源缺 乏的1 3 个国家之一。我国水资源空间上分布的不平衡性与全国的人口和耕地分布上的差异性， 构成了水资源与人口和耕地不匹配的基本特征。南方水多地少，北方水少地多。据统计，我国水 资源有8 0 以上分布在长江流域及其以南地区而该地区的人口占全国5 3 5 ，耕地占3 5 2 。 在长江流域以北广大地区，人口占全国的4 4 4 ，耕地占全国的5 9 2 ，水资源仅占全国的1 4 7 2 】。我国水资源在时间上也分布不均，年内年季变化大。因为我国的降水受季风影响，降水量 和径流量在一年内分配不均，年际变化很火。中国大部分地区冬季干旱少雪，夏季湿润多雨。每 年汛期的降水蹙和径流量占全年的6 0 - - 8 0 ，易形成江河的汛期洪水和严重枯水。降水量的年 际剧烈变化，造成江河湖泊的特大洪水和连续枯水年的现象。降水量和径流最在时间上的剧烈变 化，给水资源的开发利用带来极大困难，造成枯水期无水可用，丰水期有水难用，使可用水资源 的数量远远低于全国陆地。 水资源浪费及用水效益低下是我国水资源短缺的一大原因。落后的璃溉方式和生产i = 艺，以 及城市供水管道的跑、冒、滴、漏是造成水资源浪费的一个主要原因。与水资源短缺的现实相比， 我国水资源利用方式粗放，在生产和生活领域存在严重的结构型、生产型和消费型浪费，用水效率 不高，节水潜力巨人。2 0 0 4 年我国万元g d p 用水量为4 0 6 m 3 ，是世界平均水平的4 倍；万元工 业增加值用水最为2 2 2m ，是发达国家的5 1 0 倍。我国农业灌溉用水有效利用系数为0 4 o 5 ， 中国农业人学硕士学位论文 第一章绪论 发达国家为o 7 o 8 ；全国城市供水管网漏损率达2 0 左右，仅城市便器水箱漏水一项每年就损 失上亿赢方米”1 。 水资源的污染严重。随着我国经济和丰十会的发展，人型1 - 业的建立，大虽污水的排山，水资 源的质营也存在很大的问题。我国七大水系均存在不同程度的污染。据1 9 9 5 年的监测数据，符 合地面水环境质量标准i 、兀类标准的河段只占3 2 2 ，符合山类标准的占2 8 9 ，属于类标 准要i b3 8 9 。据统计，全国有1 3 以上的河段受污染，9 0 以上城市水域污染严重，近5 0 的重点城镇水源地不符台饮用水标准。在本来水资源丰富的许多南方城市中，因水污染所导致的 缺水量。h 这些城市总缺水最的6 0 7 0 。而水资源使用过程中的浪费现象更加剧了淡水的供求 矛盾。我国在污水处理回用、海水、雨水利用等方面也处丁较低的水平。当前，中国水污染问题 已经到了非常严重的程度。而且，在政府有关部门加人重视力度的情况卜，重大水污染事件依然 频发。水污染严重地影响了人们的生活。不仅地表水污染严重，地下水也在逐年受到污染。 水环境进一步恶化的趋势尚未遏制、水资源管理体制亦有待完善等，目前水资源的管理体制 已经束缚了生产力的发展，体制已经成为解决水资源短缺的一大障碍。鉴于中国的国情和水情， 要解决好水资源的优化配置和高效利用不只是单纯的技术问题，主要是管理体制。中国水管理模 式应当如何进一步改革是2 1 世纪我们面临的新问题，但是从我国其它地方水务局的成立，我们 已经积累了丰富的实践经验，国际上的管理模式可以借鉴，但要从我国的国情出发。 由于以上的原因，使得我国2 l 世纪社会经济发展总目标将面f 临水资源供求矛盾的进一步加 剧。有关专家曾经估计，我国缺水高峰将在2 0 1 0 年2 0 2 0 年出现，乐观的估计，2 0 1 0 年我国缺水 在3 0 0 0 多亿立方米。 北京是世界上严重缺水的大城市之一口】，当地自产水资源量仅3 9 9 9 亿m 3 ，多年平均入境水 量1 6 5 0 亿m 3 ，多年平均出境水最1 6 5 0 亿m 3 ，当地水资源人均占有量约3 0 0 r e 3 ( 如不考虑外来 人e j ，则为不足4 0 0 m 3 ) ，是世界人均的1 3 0 ，远远低于国际公认的人均1 0 0 0 m 5 的f 限，属重 度缺水地区。 海淀区位于北京市西北部，属近郊区。“淀”是对华北平原地区浅湖的一种通称，海淀，即 是其淀大丁海的意思，说明历史上这一地区湖泊较多，水面较大。白元至明。经过历代劳动人民 的辛勤劳动，在这里开辟了荷塘、稻田，形成了一派水乡江南之风光。于是开辟园林、建造别墅 等，从明到清数百年延续不绝，尤其到清代，皇家御用园林甚多，“燕山八景”中西山晴雪、 玉泉垂虫t 、蓟门烟树等三处美景位于海淀。湖泊剃泉也很多，建国前就有颐和园昆明湖、圆明园 福海、玉渊潭等建国后新建的有紫竹院湖、“八一”湖等。那时，海淀区的水资源相当丰富。 进入八十年代，海淀区内水资源发生了很大变化，随着经济的发展和人口的不断增加，备行各业 用水大都依赖开采地下水，每年的超采量在0 5 0 7 亿m 3 之间，地下水位逐年f 降，水资源的污 染问题越来越突出，造成水质恶化、地面下沉等一系列环境地质问题。海淀区地处北京市的上风 水源，其水环境的污染与恶化，不但威胁本区人民的身心健康，又会祸及外区、县人民的生存环 境。因此，加强水资源的统一管理，合理利用水资源、保护好水环境等各项工作刻不容缓。 鉴丁上述，进行全区范围内的水资源调查和评价，以利于掌握水资源现状和研究水资源的动 态变化规律，探索科学、合理、可持续开发利用和保护水资源的有效途径，是进行水资源、水利 规划的基础，对国民经济的可持续稳定发展具有深远的战略意义，对于现实的生产、生活有着重 要的指导作j _ j 。 2 中国农业人学硕士学位论文第章绪论 1 2 国内外研究现状 1 ) 水资源评价 目前，水资源评价方法较多，常见的有：水均衡法、地表径流法、地f 水平均布井法、地下 径流模数法等以及目前发展起来的基于g i s 的水资源评价和管理方法。 水均衡法主要用于平原区有多年地下水动态观测资料的潜水资源评价；地表径流法主要用于 平原区地表水的评价；地下水平均布井法主要用于平原区的潜水和承压水资源评价；地下径流模 数法主要用于丘陵山区基岩裂隙水和山区岩溶水资源评价”j 。 地理信息系统( g i s ) 技术的发展为水资源研究的发展提供了有力的t 具”。6 j ，对水资源评价 技术的发展起到了极大的推动作用。e l - k a d i ( 1 9 9 4 ) 基于g i s 模型，在o a h u 和h a w a i i 岛建立 了二维数值模拟模型”1 ，t a n g - c h a n g y u a n ( 1 9 9 6 ) 建立了基于a r c v i e wg i s 的地一f 水流模型，使 计算过程实现了可视化编辑”。杨卫华( 2 0 0 5 ) 以邯郸市为例，在地理信息系统( g i s ) 支持卜开发 出城市水资源管理系统，该系统利用集成技术将多个应用软件的功能模块有机地组合在一起，进 行了城市水资源可持续利用的量化模拟、优化计算和科学管理9 】。邓清海( 2 0 0 4 ) 结合g i s 的功 能和水资源管理的实际，通过河南濮阳市的应用实例，并把泰森多边形法、水均衡法和水质综合 评价模型融入到g i s 中进行东资源管理”。刘明柱( 2 0 0 2 ) 通过对地下水资源系统特点的分析， 应f jg i s 建立了地下水资源评价系统1 。申广荣( 2 0 0 5 ) 通过赵巷镇水资源管理信息系统的应用 实例，阐明了基于g i s 的区域水资源管理信息系统的构建过程，分析了两者结合应用的可行性和 优越性，并讨论了这种方法在区域水资源系统模拟、辅助决策支持等方面的广泛应用前景“”。邱 林( 2 0 0 5 ) 将g i s 与灌区水资源调度模型集成，可实现灌区调度管理的可视化”。其他还有应用 g i s 和遥感技术相结合的水资源评价和管理等”“。 2 ) 水资源可持续利用和优化配置 水资源町持续利用是目前水资源领域研究的热点包括可持续发展理论水资源可持续利用 原理，水资源持续利用规划与管理、水资源合理配置、水资源与水环境承载能力分析等。水资源 优化配置是实旌水资源充分合理利用和可持续发展的有效手段。 9 0 年代以来，传统的以水量和经济效益最大为目标的水资源配置优化模式己不能满足需要， 国内外开始在水资源优化配置中注重水质约束、环境效菔以及水资源可持续利用研究。朱玉仙 ( 2 0 0 2 ) 从可持续发展的内涵出发运用经济统计的理论与方法，构建能够表征水资源、社会、 经济、环境协调发展状况的指标体系，综合评价指数包括协调系数和可持续系数，协调系数用来 评价水资源、社会、经济、环境的协调状况，水资源可持续开发利用状况用可持续系数来评价； 黄晓荣( 2 0 0 3 ) 运用基于r a g a 的p p c 模型o ”，把高维数据转换到低维子空间，获得指标体系 最佳投影方向和投影值，从而做出判断，最大限度避免了模糊综合评判等方法中权重的人为干扰； 冯宝平( 2 0 0 4 ) 以区域水资源复合系统为研究对象吲，从生态环境用水、水资源配置以及水资源 预警管理三个方面，对区域水资源可持续乖j 用理论及其应用进行深入研究；钟定胜( 2 0 0 5 ) 根据水 资源定义和町持续开发利用的内涵，提出了由总量指标、比例指标、强度指标和效益指标组成的 可持续利用评价指标体系田】，定义了协调系数、可持续系数和经济系数3 个系数，通过这3 个系 数的组合，确立了综合评价指数用以对水资源可持续开发利用进行综合评价：程乖梅( 2 0 0 6 ) 在 回顾水资源可持续利用评价研究现状的基础上，对目前提出的常用的代表性的评价方法进行了对 中国农业大学硕士学位论文第一章绪论 比性综述和展望，为水资源可持续利用评价方法的选用提供了参考；吴佩林、王金如、冉连起 等对北京市的水资源可持续利用进行了研究2 5 2 6 , 2 7 , 2 ”。 水资源优化配置是提高水资源利用效率的最佳途径，为区域水资源合理配置与科学管理提供 科学的决策依据“”。目前主要是采用系统动力学模型优化配置水资源，包括单目标模型、多目 标模型、模拟与优化模型相结合，以及不确定性和模糊优化模型，多目标、多层次、多用户、群 决策的流域水资源优化配置等”1 ”j 。惠士博( 2 0 0 1 ) 研究了南水北调来水后北京的水资源优化配 置”：柳跃顺( 2 0 0 5 ) 对国外水资源配置模型研究进行了综述，总结了水资源配置模型研究发展 的趋势，即单目标模型向多目标模型发展，模拟与优化模型相结合，以及不确定性和模糊优化模 型的建立l j ，建议开发多目标、多层次、多用户、群决策的流域水资源优化配置模型系统，为流 域水资源合理配置与科学管理实践提供科学的决策依据；何杉( 2 0 0 5 ) 以严重缺水的海河流域为 研究对象”，提出了采用典型年法进行水资源配置的技术路线，提出海河流域2 0 1 0 规划水平年 满足各项控制指标条件下省际配置分区经济社会发展的可利用水量；姚荣( 2 0 0 5 ) 以可持续发展 为指导，运用模糊数学、博弈论、遗传算法等数学t 具，并结合系统工程理论，从水资源利用潜 力、水资源初始配置、水资源水质水量配置模型、方案评价等四个方面对基于可持续发展的区域 水资源合理配置进行了研究“。 3 ) 海淀区水资源研究 2 0 0 0 年，北京市人民政府和水利部合作完成( 2 1 世纪初期( 2 0 0 1 2 0 0 5 年) 首都水资源可持 续利用规划，并于2 0 0 1 年5 月由国务院批复执行。该规划从水资源的不可分割性出发，对全 市地表水、地下水的资源量和水质进行了分析、评价，根据可持续发展的原则，对水资源的供需 进行了预测，按照“节水优先、治污为本、科学开源、综合利用”的原则确定了缓解b 京市水 资源危机，实现北京市水资源可持续利用的对策和措施。 1 9 9 6 年冯国振对海淀区水资源进行了初步的研究，并详细调查了水资源的开发利用状况”； 2 0 0 0 年高念东等对海淀区的水资源进行了初步的评价计算”m ，结果显示：地表水资源每年可利 用量0 8 亿一，实际利用量0 2 亿m j ，地下水资源总量2 4 亿m j ，外流域引水每年可用0 6 o 8 亿m ，污水利用潜力很大。 另外，海淀区水资源的开发利用一直备受市、区领导的高度重视。1 9 9 2 年，从原来的区农林 水利局分离，专门成立了海淀区水利局，进一步强化了水利的职能，1 9 9 3 年编写完成了海淀区 水利菇，该书对水资源进行了较为全面的论述，分析了水文特征、水资源量的变化、供需矛盾 等。1 9 9 5 年，由区水利局水政水资源科组织，历时两年，完成了海淀区水资源调查评价报告， 该报告较为系统地阐述了海淀区的水资源状况、水质污染情况及供需平衡等问题。2 0 0 2 年，在北 京市水利水l | = i 规划设计研究院的指导下，完成了北京市海淀区二十一世纪初期水资源可持续利 用规划，该规划对海淀区的中长期发展，2 0 1 0 年、2 0 2 0 年的供需水矛盾进行了分析，并提出 了相应的措施。 1 3 主要研究内容及技术路线 1 3 1 研究的主要内窖 1 、深八分析研究区的基本条件，包括研究区自然地理、地形地貌、水利工程现状等 4 中国农业大学硕士学位论文第一章绪论 2 、详细分析计算研究区降雨的时空变化规律，并对地表水资源的数量和质量进行计算评价： 3 、系统分析研究区水文地质条件特征，尤其是含水层的分布、埋藏条什及其补给、排泄和 径流条件，并对地下水资源的数量和质量进行计算评价： 4 、结合海淀区的客观条件，对本区的水资源进行供需预测与评价，并提出相应的对策和措 施。 1 3 2 研究技术路线 通过对现有的各类资料进行全面、深入、系统的整理、分析，结合2 1 世纪初期首都水资源 可持续利用规划和海淀区国民经济和社会发展“十五”规划，采取实地调查与统计资料分 析相结合的研究方法，分析、研究海淀区水资源供需平衡的主要影响因素，提出基于可持续发展 理论的水资源配置模型及相应的工程措施、政策保障措施。 5 2 1 自然地理 第二章研究区基本情况 海淀区位丁北京城区两北部，是山区与平原交接地带，属于上风上水的近郊区。地处东经 1 1 6 。2 3 2 ”1 1 6 。2 3 7 4 7 ”，北纬3 9 。5 3 7 4 ”74 0 。9 2 4 ”。它东接朝阳区，南接丰台 区和撕城区，西邻石景山区、门头沟区北靠昌平区。海淀区总面积4 3 0 7 7 t m 2 ，其中平原面积 为3 6 0 2 4k m 2 ，占总面积的8 4 ；山区面积为7 0 5 3k m 2 ，占总面积的1 6 。 海淀区地势西北高东南低，按地形、地貌特征可分为山区、过渡地带和平原。山区分布于海 淀区的西偏北部地区，属太行山余脉，其中大两山山峰高程一般在6 0 0 1 2 0 0 m ，小西山高程 般在2 0 0 5 0 0 m 。平原区又可分为山前平原区和山后平原区两部分，其中小两山以南为山前平原 区，由永定河和清河冲积扇组成，高程一般在4 6 5 5 8 m 。小西山以北为山后平原区，由南沙河 和南口冲洪积扇组成，高程在4 3 5 0 m 。 本区属大陆性季风气候，春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽，冬季寒冷干燥。多年平 均气温平原区1 1 7 ，西部山区的气候随高度的增加而降低，高程每增加l o o m ，气温降低0 4 7 0 7 1 2 ，无霜期为2 0 0 天左右。根据海淀气象站实测资料统计，海淀气象站多年平均水面蒸发量约 为9 9 8 m m 。历年人风日在1 6 6 0 天之间年均大风日约3 5 天左右，年平均风速2 6 m s ，风向冬 春季以西北风为主，夏秋季以东风和东南风为主。 海淀区辖2 2 个街道、1 1 个乡镇，境域面积4 3 0 ，7 7 k m 2 ，现有人口2 1 9 1 8 万，耕地面积1 6 5 万亩，人均所得7 0 6 8 元。详见表2 1 。 裹2 - 1 社会经济概况一览表 辖区总人口( 人)耕地面积( 亩) 纯收入人均所得 名称碱积农业 ( k m 2 ) 小计粮食果园蔬菜 林业( 万元)( 元) 人口 小计 4 3 n 7 72 1 9 1 8 1 31 2 0 5 0 73 柏3 52 0 8 0 82 4 7 6 38 5 2 9 7 42 0 1 5 5 97 0 6 8 温泉镇 3 3 l2 7 1 5 31 0 1 3 52 4 1 74 5 2 13 5 3 71 8 4 3 8 91 5 5 3 77 0 6 5 玉渊潭 1 5 21 5 23 2 2 52 7 7 8 89 8 0 8 四季青 7 6 03 5 9 2 03 5 9 2 04 6 7 06 0 4 51 6 7 8 0 14 7 1 8 36 6 3 2 海淀乡1 3 35 9 3 5 5 9 3 51 3 05 8 26 7 5 3 7 51 8 4 6 21 0 0 1 8 东升8 o7 9 6 1 7 9 6 11 7 4 24 9 3 3 9 53 7 8 3 81 1 6 9 2 东北旺3 6 6 1 4 9 2 81 4 9 2 83 9 9 01 6 5 75 3 4 89 7 7 4 91 2 0 8 55 6 7 0 永丰2 8 73 0 6 7 61 2 2 5 8 7 8 4 31 4 5 95 7 9 7 0 51 3 1 4 65 2 9 4 ：庄3 8 52 5 0 5 6 1 2 6 7 613 5 8 61 2 6 13 6 9 15 4 0 931 0 7 8 05 2 6 5 苏家坨 2 5 61 8 2 7 31 0 9 7 34 7 4 55 9 06 3 65 3 2 5 1 51 1 0 6 6、5 0 7 2 北安河 4 1 01 3 3 6 48 2 4 91 4 5 45 3 8 41 7 2 37 0 2 7 0 56 1 3 0 4 4 2 4 聂各庄 1 773 8 4 41 3 2 02 5 9 51 5 “6 9 2 5 其它 1 1 22 2 0 0 8 5 5 1 5 0 2 5 摘录于海淀区2 0 0 1 年国民经济和社会发展公报 2 2 地形地貌 海淀区总体形态呈北西3 3 0 。方向展布，长约3 0 k m ，宽约1 4 k m ，最宽2 1 k m 。从西部山区到 东北平原，按海拔高程、地形、地貌划分，可分为山区、过渡地带和平原区三个地貌单元。 6 2 2 1 山区 山区分布于海淀| ；( 的西偏北部地区，属太行山余脉。太行山形成于中生代燕山构造旋迥的晚 期造山运动时期，至今约大千万年之远。太行山属中老年山脉，山体风化、剥蚀强烈。山坡多位 第四系沉积物所覆盖。山谷多呈“u ”字型，沟谷中沉积的新生代的坡、残积物。沉积物的物质 组份为漂石、碎石、砂及粘十。在沟口往往沉积厚度变化大的卵石层。在海淀区境内，以寨口沟 北边，北东向断层为界，按山体的走向和山脊海拔高程差异分两个部分。 1 、大西山 范围：从聂各庄乡北部区界到寨口沟。 山体总的走向近于南北向，区境内长约9 k m ，宽约3 4 5 k m 。海拔高程以阳台山( 主峰高程 1 2 7 8 i m ) 为中心，由南向北高程均递减，主体山脊海拔高程一般在6 0 0 一1 2 0 0 m 之间。山体向东 的坡度一般在1 0 。2 5 。之间，局部可大于2 5 。山沟的走向，以北永7 06 南东1 2 0 。方向 为多。山沟的局部方向受地形形态、基岩抗风化程度、地质构造行迹等因素制约，曲折多弯，总 体长度一般长4 k m 左右，最长5 5 k m 。 构成岩石：从海淀北部区界凤凰岭到鹫峰，山体构成的岩石以坚硬难以风化的花岗岩为主。 该火成岩体属中浅成侵入体，出露的海拔高程，主要在7 0 0 m 之f 。该火成岩体与上部中生代沉 积岩界线呈不规则弧形的侵入接触。界线总的趋势是南部低，北部高，侵入界线出现的海拔高程 在7 0 0 8 0 0 m 之间。由花岗岩构成的山体，地表基岩裸露，沉积物覆盖薄，植被稀少，地势巍峨、 陡峭，地形坡度局部可大于4 0 。在花岗岩体的上部边缘到西部区界之间，山体构成岩石为中生 代沉积岩层，岩性以砂岩、页岩、砾岩及凝灰岩为主。由于沉积层抗风化弱，易丁风化，山体表 面多为第四系风化的残、坡积物所覆盖，植被生长茂盛，地形坡度比较平缓。 2 、小西山 范围：寨口沟至望儿山 山体的主山脊走向，从寨口沟到自家疃村南的山脊为南东1 1 0 。，向东到望几山，主山脊走 向转为近丁- 东两向。从寨口沟到望几山，山体总长度约为1 3 k m ，宽约2 k i n 。山体北坡山沟走向，北 东1 0 。3 0 。，地形坡度1 0 。2 0 。；山体的南坡山沟走向，南西2 0 0 。- - 2 1 0 。，地形坡度1 0 。2 2 。此外在自家疃村南，主山脊尚有一段延向香山、八大处一代的分枝走向近于南北向， 长约3 - - 4 k m 。小西山主山脊的海拔高程，一般在2 0 0 5 0 0 m 之间，属丘陵地带。山体构成的岩 层是古生界一中生界的沉积、变质岩层，岩性主要以砾岩、页岩、砾岩及石灰层为主。岩石风化 强烈，第四系覆盖层厚，山坡以残积物为主，山沟中以坡积物为主。与大西山相比较，小西山地 势平缓，海拔高程低，构成岩石简单，山沟比较平直而短小，覆盖层厚，植被生长茂盛。 2 2 2 过渡带 范围：在海淀西部山区与东部平原接触部位，沿山区的周边，宽0 5 1 o k m 。形态曲折多变。 面积3 1 5k m 2 ，大西山东部与小西山的北部过渡带海拔高程5 0 l o o m 之间；小两山的南部， 过渡带海拔高程在6 0 l o o m 之间，该地带地面凸凹不平，地形坡度在1 。2 。之间，沉积岩层 属山区的山前残积、坡积堆积层。沉积物主要以粘土、砂和碎石为主。沉积层的厚度，数米至数 十米不等。此地带中多有一些规模大小不等的风化残山，风化残山规模大一些的如玉泉山和万寿 7 中i n 农, l k 大学硕士学位论文 第二章研究区基本情况 山，构成岩层以石灰岩、砂页岩为主，各风化残山面积一般在0 5k m 2 左右，海拔高程可达1 5 0 m 。 规模小一些的，如田村山和八宝山等，构成岩层以砂岩、页岩为主，海拔高程均小t - l o o m 。 2 2 3 平原区 在过渡带的东部是海淀区的平原区。平原区属新生代的沉降区，沉积了巨厚的新生代的松散 沉积层。以小西山为界线将平原分为山前平原和山后平原。 1 、山前平原区 小硝t h 以南称山前平原，面积2 0 2k m 2 ，由永定河冲积扇和清河冲积扇组成。 永定河冲积扇：地表5 m 覆盖层之下为一由卵石、租砂组成的含水层，地势是西j e 部高、东 南部低。地面海拔高程一般在4 5 6 5 8 m 之间，地面坡降1 o 。 清河冲积扇：地表l o m 覆盖层之下，隔水层与肯水层相间出现，地势是西高东低。地面海拔 高程一般在3 5 4 8 m 之问，地面坡降1 3 。 2 、山后平原区 小西山咀北称山后平原区，面积1 2 2k m 2 。该平原由南沙河数个小冲、洪积扇和南口冲洪积 扇构成。地表覆盖层由西向东逐步增大。北安河、聂各庄乡地表覆盖层1 5 2 0 m ；苏家坨、上庄 及永丰乡的西部。覆盖层2 0 3 0 m ；永丰乡的东部大于3 0 m 。在地表覆盖层之下，是粘土层加较 薄含水层。含水层的厚度由西向东逐渐变薄，埋深逐渐增大，含水层由大的砾石、卵石变为中小 卵石和砂组成地面坡度是西高东低，地面海拔高程4 3 5 0 m 之间，地面坡降1 5 。 2 3 河流水系 2 3 1 天然河流水系 海淀隧河流均属于海河流域北运河水系，分属通惠河、清河、温榆河三火水系，共有大小河 流1 3 条。各条河流的总长度为8 2 4 6 k m ，控制流域总面积4 3 0 5k m 2 ，其中南、北边缘的莲花河、 北沙河为界河，清河、小月河、莲花河、南长河为北京市市管河流。各河流在本区长度及控制流 域面积详见表2 - 2 。 表2 - 2 河流水系流域面积表 境内流域面积 水系名称河道名称区内起止点境内长度( k 嘲 f k m 2 ) 金河玉泉山南闸长河 3 2 45 2 南长河长河闸睦河 3 71 10 6 双紫支渠五孔桥长河 2 42 2 通惠河水系 田村明沟什坊院永引渠 4 04 4 南早河万安公篓双槐树村 5 o2 2 8 莲花河莲花池万寿寺铁路桥 4 893 l 清河安河闸洼里村 1 21 1 82 l 万泉河万泉庄清河 9 6 22 7 9 清河水系小月河长河闸清河 8 4 清河支流 北旱河四千府村安河闸 5 01 6 3 北长河 玉泉山北闸颐和园三院闸 1 23 4 北沙河双塔村榆树屯 7 1 3 3 8 温榆河水系 南沙河主河流两山沙河铁路桥 1 6 o 2 1 0 1 合计8 2 4 64 3 05 8 中国农业大学颀t 学位论文 第二章研究区基本情况 2 3 2 人工引水渠 京密引水渠：1 9 6 6 年建成通水贯穿本区南北，境内长度3 4 1 k m 。 永定河引水渠：1 9 5 6 年建成通水，位于本区山前平原区，境内长度1 3 k m 。 2 3 3 湖泊与泉 1 、湖泊 目前，海淀区主要湖泊均由两引水渠供水。由“京密引水渠”供水的有颐和园昆明湖，水面 面积2 1 2 万m 2 ；圆明嗣福海等大小湖泊水面面积1 2 4 0 6 万m 2 ；紫竹院湖，水面面积1 5 5 万m 2 。 由京密永定河两引水渠供水的有玉渊潭，水面面积4 4 万m 2 ：八一湖，水面面积8 3 2 万m 2 ； 钓鱼台国宾馆湖，水面面积6 6 7 万m 2 。 2 、泉 海淀区索以山清水秀，风景如画而闻名于世，这独具一格的自然风光与构成水资源重要组成 部分的泉水密不可分。 海淀区1 9 6 0 年以前泉水众多，按其形成的水文地质特征分，大致可分为受断裂、裂隙等构 造控制的构造泉和受冲积扇溢出带控制的泉水。 ( i ) 受构造控制的泉水 这类泉水产在山区的基岩中，沿西部山区与平原区的交接部分布。较著名的：玉泉山泉水 群( 由迸珠泉、裂帛泉、宝珠泉等大小十四处泉水组成) ：四季青乡地域内的碧云寺、卧佛寺等 处泉水；温泉乡地域内的黑龙潭泉、温泉、簸萁水泉；北安河乡地域内的大觉寺泉、金鸡庵泉、 罐岭泉；聂各庄乡地域内的龙泉寺泉、磨镰石河泉等。 ( 2 ) 受冲、洪积扇溢出带控制的泉水 这类泉水产在平原区，多分布在各冲、洪积扇的溢出地带。主要泉水：海淀乡地域内万泉庄 的大沙泉、小沙泉等2 8 处泉水，大有庄一带的泉水：苏家坨乡地域内的两小营一带的泉水群。 由于地下水位的持续下降及岩石井的开凿取水，到1 9 8 3 年，海淀区内受冲、洪积扇溢出带 控制的泉水均断流：受构造控制的泉水，一部分已断流，一部分出水量骤减。目前，海淀区仅有 五处日出数最接近l o o m 3 的泉，簸其水泉、金鸡庵泉、罐岭泉、七王坟泉、磨镰石河泉。 2 4 水利工程现状 2 4 1 主干排水工程 海淀区区管河流共有九条，分别是南沙河、北沙河、万泉河、北旱河、南旱河、北长河、金 河、田村明沟、双紫支渠，主干河流上共计有闸、桥、涵等3 5 5 座建筑物。详见表2 - 3 。 9 表2 - 3 海淀区主千排水河道与排水千沟 长度流域面积防洪标准最近一次 序号河道搜骨干沟名称 ( k m )( k m ) 芷 流量( m 3 s ) 治理时间 主河道